|
BKL-501型励磁装置在同步电动机上的应用
张志宏
张田超
安徽临泉化工股份有限公司 安徽阜阳
236400
摘要：BKL-501H型励磁装置采用微机控制技术，具有优良的抗干扰性能，并可在不停机情况下实现更换控制插件、冷却风机及灭磁单元等重要部分。装置有手动及自动两种调节方式，具有完善的失步保护及不减载自动再整步功能，智能化程度较高，调试方便，操作简单，完全可以满足同步电动机长周期、连续、可靠运行。
关键词：
励磁装置半控桥 微机控制
1 BKL-501型励磁装置应用背景：
我公司先后共有11台同步电动机采用KGLF型励磁装置。这几台同步电动机及励磁装置多年来故障率一直很高，多次出现励磁柜内部可控硅及快熔击穿损坏、机笼插件烧坏等现象。这些故障维修起来少则几个小时，多则要两三天，而且维修成本很高，大大影响了公司的正常生产，也严重影响了公司的经济效益。2002年，我公司新上一套高新技术示范项目，我们决定其同步电机采用更先进、更可靠的励磁控制技术，该技术对于保障同步电动机长周期安全运行，具有十分重要的意义。
2 BKL-501H型励磁装置的技术特点：
要解决好电机的运行稳定性，确保同步电机长周期安全运行，就必须解决好电机异步启动时出现的脉振问题，以及投励时遭受冲击的问题，同时完善失步保护功能，增强励磁装置的运行稳定性和可靠性。
北京核工业电机运行技术开发公司利用三相半控桥整流技术研制出的新一代BKL—501H型微机励磁装置，很好地解决了KGLF型励磁装置出现的问题。它具有良好的抗干扰性能，并可带载不停机更换控制插件、冷却风机及灭磁单元，具有带励失步、欠励失步及不减载自动再整步功能，智能化程度很高，并且调试方便，操作简单，人机界面良好，所以产品一经推出立刻受到了很多用户的欢迎。
2.1主回路接线：
BKL—501H型励磁装置主电路采用无续流二极管型三相半控桥式整流电路，由二极管ZQ、可控硅KQ及附加电阻Rf组成启动回路。
在同步电动机启动的异步驱动阶段，主电路整流桥上的可控硅元件处于阻断状态，2LZJ常闭点在投励之前一直闭合，这样异步启动控制回路在转子感应交变电压正半周期开始阶段，启动可控硅KQ及时开通，使转子感应交变电流的正负两半波都流经附加电阻Rf，保证电机启动时无脉振，并具有良好的异步驱动转矩特性。
2.2
采用顺极性过零投励电路。
微机每隔1.25ms即每周16次对励磁回路的感应交变电压波形进行采样，以测量感应交变电压正半波的波长，来反映电机的滑差频率，当波长达到200ms时，在电压正半波的末尾过零，亦即在感应交变电流负半波的末尾过零，实现准角投励，并施加短时整步强励，电机牵入同步迅速、可靠、平稳，保证了电机投励时不会遭到冲击。当电机牵入同步后，2LZJ常闭点断开，KQ的开通值自动转为高通值，使电机在运行中不会误通附加电阻回路，有效地避免了在运行时附加电阻因长期误通而烧毁。
2.3 BKL—501H具有完善的失步保护及不减载自动再整步功能。
当电机因负载突增、电压剧降、励磁电源短时消失等原因，将会滑出同步，转子绕组将会产生交变感应电压，CPU对励磁电压波形采样分析，判断为同步电机失步后，实现自动带载再整步，使电机恢复稳定，同步运行，当电机启动长期不投励或无法实现整步时，失步保护装置会自动动作于跳闸。
2.4 BKL—501H控制性能优良。
由于采用了先进的微机控制系统，机笼内各模块间通过国际工业标准总线（STD总线）相传信息，不仅接线简单，而且抗干扰性大大增强。
1)所有强电输入信号均经过隔离转化为弱电信号后再输入CPU系统，数字量输入、输出信号均经过光耦隔离，CPU的模拟输出信号经过隔离放大后再输出。
如图：
2)具有手动/自动调节励磁功能，手动调节范围设置为额定励磁电压值的20%—130%，采用增/减按钮来调节励磁，取消了以往故障率高的励磁调节电位器。当旋钮切换为自动位置后，励磁装置能够自动调节触发α角，保持同步电动机恒功率因数运行。与老式励磁装置相比，真正意义上实现了同步电动机的自动化控制，并达到了同步电动机的最佳经济运行。
3)具有完整直观的信号显示系统。
BKL—501H型励磁装置，采用液晶汉显触模屏，显示直观，修改参数方便。当电机出现失步、励磁出现缺相及失控等装置运行异常情况时，均有信号显示，核心控制部件也能指示自身是否发生故障，具有不停机、不减载，不损伤电机的情况下，利用励磁装置的失控性能，从容更换故障插件的功能，使整个操作更方便，性能也更稳定可靠，有利于运行操作人员的使用和监控。
3 BKL—501H型励磁装置的技术改造：
BKL—501H型微机励磁装置从2002年9月份至今，已有8台在我公司使用。在应用之初，由于压缩机基础振动较大，经常出现液晶显示屏无显示，励磁电压电流波动以及KQ误导通现象，我们技术人员在两方面做了技术改进：
1)电源板针状插头受机体振动易引起接触不良，我们采用扁铜状插头并改进相应插座，取得了很好的效果，保证控制中心电源不受影响，大大提高了励磁装置对环境的抗干扰性能。
2)KQ误导通经分析是干扰信号误触发所致，为了滤除干扰信号，我们采用了20Ω、3W电阻与0.47μF、交流220V电容并联再并接于KQ阴极与控制极之间，很好地解决了KQ误触发问题。
4
结束语
BKL—501H型微机励磁装置投入运行以后，先后有10次不停机更换故障插件、31次电机失步成功带载自动再整步，均未出现一次因励磁故障原因影响主机停机事故，这充分说明BKL—501H励磁的技术性能是先进的、可靠的，有效地保障了同步电机长周期安全运行。
|
